隨著新一代信息技術(shù)的興起，以及互聯(lián)網(wǎng)向工業(yè)領(lǐng)域的融合滲透，世界各國均將智能制造作為未來制造業(yè)的發(fā)展方向。美、德、日等國家紛紛提出以智能制造為核心的再工業(yè)化戰(zhàn)略，力圖通過建立先進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)范式掌握未來主導(dǎo)權(quán)。目前，智能制造已經(jīng)在裝備、行業(yè)應(yīng)用等方面取得重要進(jìn)展，各發(fā)達(dá)國家和企業(yè)的大量經(jīng)驗，也為我國推動落實“中國制造2025”提供了經(jīng)驗借鑒。

　　智能制造引領(lǐng)新一輪產(chǎn)業(yè)變革

　　技術(shù)創(chuàng)新集中在智能制造領(lǐng)域?！堵槭±砉た萍荚u論》從2001年開始每年公布“十大突破技術(shù)”，這些代表世界科技前沿和未來發(fā)展方向的技術(shù)，重點是信息技術(shù)和生物技術(shù)，但自2012年起制造技術(shù)開始受到重視，當(dāng)前3D打印、智能制造等制造技術(shù)影響深遠(yuǎn)，“智能化”成為近年制造技術(shù)發(fā)展的重要特征。2013年麥肯錫發(fā)布了決定未來的12大顛覆技術(shù)，其中工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云制造、3D打印/4D打印、工業(yè)機(jī)器人、大數(shù)據(jù)等是關(guān)鍵技術(shù)。近年來的技術(shù)創(chuàng)新突破，如傳感技術(shù)、智能技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、數(shù)字制造技術(shù)的發(fā)展，特別是新一代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，同時加上新能源、新材料、生物技術(shù)等方面的突破，是智能制造的技術(shù)基礎(chǔ)，是新一輪產(chǎn)業(yè)革命的核心，正不斷產(chǎn)生制造業(yè)的新方法、新模式、新業(yè)態(tài)。

　　不斷變革制造業(yè)生產(chǎn)方式。隨著信息技術(shù)的發(fā)展及信息化普及水平的提高，數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能技術(shù)日益滲透并融入產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計、制造的全過程，原有的封閉的生產(chǎn)過程與生產(chǎn)模式逐步消解。如美國的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”、德國的“工業(yè)4.0”，都是依托新一代互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，實現(xiàn)價值鏈上企業(yè)間的橫向集成，網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)的縱向集成，以及端對端的工程數(shù)字化集成，來改變當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)與服務(wù)模式。

　　各國加快構(gòu)建智能制造創(chuàng)新體系，重塑制造業(yè)競爭優(yōu)勢。智能制造引發(fā)先進(jìn)制造業(yè)創(chuàng)新體系的變革，在新一代信息通信技術(shù)推動下，制造業(yè)智能化演進(jìn)逐步深入，高度智能化產(chǎn)品的商業(yè)化步伐不斷加快，跨領(lǐng)域、協(xié)同化、網(wǎng)絡(luò)化的創(chuàng)新平臺正在重組傳統(tǒng)的制造業(yè)創(chuàng)新體系。美國、德國、日本等主要發(fā)達(dá)國家都在政府主導(dǎo)下建立起制造業(yè)創(chuàng)新研究體系，加快推動前沿制造技術(shù)的基礎(chǔ)研究和成果轉(zhuǎn)化。如美國從2012年起投資10億美元成立國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)；GE、埃森哲、AT&T、思科、IBM和英特爾等多個企業(yè)共同發(fā)起成立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟，全面整合聯(lián)邦政府、學(xué)術(shù)界以及企業(yè)界的各方資源。

　　逐漸改變市場競爭格局。以3D打印、工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等為代表的智能制造先進(jìn)裝備技術(shù)被美、日、德等發(fā)達(dá)國家主導(dǎo)，中國成為智能制造裝備應(yīng)用需求最大的國家。如3D打印排名前4位的美國3D Systems公司、Stratasys公司，以色列Object公司和德國EOS公司，占據(jù)全球近70％的市場份額，形成了寡頭壟斷的市場競爭格局。工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，全球四大工業(yè)機(jī)器人供應(yīng)商發(fā)那科、安川電機(jī)、ABB、庫卡幾乎壟斷工業(yè)機(jī)器人行業(yè)高端領(lǐng)域，新興企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)不斷實現(xiàn)虛擬世界與實體制造業(yè)的跨界融合，中國自2013年起已成為全球工業(yè)機(jī)器人最大市場。未來智能制造裝備將被更多行業(yè)更多企業(yè)廣泛應(yīng)用，企業(yè)發(fā)展要順應(yīng)智能化趨勢，加大智能化改造力度，提升自身優(yōu)勢和破解發(fā)展瓶頸。

　　世界制造強(qiáng)國優(yōu)先布局

　　美國：智能制造思想的發(fā)源地，“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”整合全球工業(yè)網(wǎng)絡(luò)資源，保持全球領(lǐng)先地位。從上世紀(jì)80年代開始，美國率先提出智能制造的概念，國際金融危機(jī)后為促進(jìn)美國制造業(yè)復(fù)興，美國從國家層面就智能制造作出了系列戰(zhàn)略部署，發(fā)布了《先進(jìn)制造伙伴計劃（AMP）》、《先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃》、《國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)》、《制造USA》等戰(zhàn)略計劃，一些機(jī)構(gòu)也積極承擔(dān)智能制造技術(shù)協(xié)同研發(fā)和應(yīng)用推廣，如美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院承擔(dān)“智能制造系統(tǒng)模型方法論”、“智能制造系統(tǒng)設(shè)計與分析”、“智能制造系統(tǒng)互操作”等重大科研項目工程。由美國通用電氣公司發(fā)起，并由AT&T、思科、通用電氣、IBM和英特爾成立的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟”，提出要將互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)融合在工業(yè)的設(shè)計、研發(fā)、制造、營銷、服務(wù)等各個階段中。一系列戰(zhàn)略都強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)政產(chǎn)學(xué)的智能制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，從國家層面提出加快制造業(yè)創(chuàng)新步伐，政府投資重點在先進(jìn)材料、生產(chǎn)技術(shù)平臺、先進(jìn)制造工具與數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施等與先進(jìn)制造、智能制造相關(guān)的領(lǐng)域。目前在智能制造創(chuàng)新體系、智能制造產(chǎn)業(yè)體系、智能制造產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用領(lǐng)域、制造企業(yè)調(diào)整業(yè)務(wù)發(fā)展戰(zhàn)略等方面都取得了一定成效。人工智能、控制論、物聯(lián)網(wǎng)等智能技術(shù)長期處于全球主導(dǎo)地位，智能產(chǎn)品研發(fā)方面美國也一直走在全球前列。從早期的數(shù)控機(jī)床、集成電路、PLC，到如今的智能手機(jī)、無人駕駛汽車以及各種先進(jìn)傳感器，大量與智能技術(shù)相關(guān)的創(chuàng)新產(chǎn)品誕生自美國高校的實驗室和企業(yè)的研發(fā)中心。

　　德國：全球制造業(yè)的“眾廠之廠”，以“工業(yè)4.0”打造德國制造業(yè)的新名片。德國的制造戰(zhàn)略重點側(cè)重利用信息通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)(CPS，信息物理系統(tǒng))相結(jié)合的手段，將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。2010年德國聯(lián)邦教研部主持制訂《2020高科技戰(zhàn)略》，2013年，德國電子電氣制造商協(xié)會等向德國政府提交了《保障德國制造業(yè)的未來—關(guān)于實施工業(yè)4.0戰(zhàn)略的建議》。在德國工程院、弗勞恩霍費爾協(xié)會、西門子公司等德國學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的推動下，“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略在同年舉行的漢諾威工業(yè)博覽會上正式推出，并作為2020高科技戰(zhàn)略的重要組成部分。在具體實踐“工業(yè)4.0”時，重點利用物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，依托強(qiáng)大的制造業(yè)優(yōu)勢，尤其是裝備制造業(yè)和生產(chǎn)線自動化方面的優(yōu)勢，從產(chǎn)品的制造端提出智能化轉(zhuǎn)型方案，為搶占未來智能制造裝備市場做好充分準(zhǔn)備。目前德國一大批企業(yè)的智能化生產(chǎn)和制造水平已經(jīng)成為全球的典范，“工業(yè)4.0”成為德國制造的新品牌。同時，“工業(yè)4.0”也進(jìn)一步凝聚了聯(lián)邦、州政府、企業(yè)、民間組織等各方的力量，構(gòu)建了各方協(xié)同推進(jìn)的工作機(jī)制。

　　日本：智能制造最早發(fā)起國之一，重視技術(shù)自主創(chuàng)新，以科學(xué)技術(shù)立國。2007年，日本審議并開始實施“創(chuàng)新25戰(zhàn)略”。這是一項社會體制與科技創(chuàng)新一體化的戰(zhàn)略，為日本創(chuàng)新立國制定了具體的政策路線圖。其中包括146個短期項目和28個中長期項目，后者以“智能制造系統(tǒng)”作為核心理念，大力實施技術(shù)創(chuàng)新項目。2013年日本推出《日本復(fù)興戰(zhàn)略》，鼓勵汽車、信息通信設(shè)備、電子電器等制造業(yè)回歸本土市場，重點發(fā)展制造業(yè)的尖端領(lǐng)域，加快大數(shù)據(jù)應(yīng)用、機(jī)器人、３Ｄ打印技術(shù)等的發(fā)展，并通過減稅、租賃補(bǔ)貼、技術(shù)攻關(guān)等促進(jìn)科技創(chuàng)新。2015年公布《機(jī)器人新戰(zhàn)略》，起初主要有兩大目的，即“擴(kuò)大機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域”與“加快新一代機(jī)器人技術(shù)研發(fā)”。未來將大力推動大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等企業(yè)向傳統(tǒng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的涉足，使機(jī)器人開始應(yīng)用大數(shù)據(jù)實現(xiàn)自律化，機(jī)器人之間實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化?，F(xiàn)在日本通過智能制造裝備有效地緩解了用工短缺，制造業(yè)成本大幅下降，在汽車制造、電子信息、工業(yè)機(jī)器人等領(lǐng)域保持全球競爭優(yōu)勢，通過減稅、補(bǔ)貼等手段使得智能制造技術(shù)應(yīng)用環(huán)境和制造業(yè)創(chuàng)新人才得到改善。

　　典型企業(yè)加速發(fā)展智能制造

　　西門子：全球智能制造的先行者。西門子一直是自動化領(lǐng)域的佼佼者，為順應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展新趨勢，進(jìn)一步將數(shù)字化作為未來的戰(zhàn)略重點，最早提出“工業(yè)4.0”概念的機(jī)構(gòu)和組織之一，得到了世界各國的廣泛認(rèn)可。西門子的智能化戰(zhàn)略主要包括三個方面：一是搭建了統(tǒng)一的數(shù)字化企業(yè)平臺Teamcenter，將所有產(chǎn)品相關(guān)的信息和技術(shù)充分整合。二是建立開放式的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)各種設(shè)備和部件自發(fā)地與工作環(huán)境相連接，實現(xiàn)“即插即生產(chǎn)”。三是打造“數(shù)字化雙胞胎”，從產(chǎn)品、生產(chǎn)工藝和設(shè)備數(shù)字化三個層面，形成基于模型的虛擬企業(yè)和基于自動化技術(shù)的現(xiàn)實企業(yè)鏡像。目前，西門子已經(jīng)成為實踐工業(yè)4.0的標(biāo)桿企業(yè)，受到廣泛關(guān)注。西門子安貝格電子制造工廠，目前可實現(xiàn)年產(chǎn)零部件100萬件，即平均1秒生產(chǎn)一個產(chǎn)品。西門子成都工廠，通過智能化改造，已經(jīng)節(jié)約了90%的編程時間。

　　通用電氣：以“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”為核心加快戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。作為美國老牌工業(yè)企業(yè)，通用電氣基于自身優(yōu)勢，充分利用互聯(lián)網(wǎng)與信息化技術(shù)挖掘生產(chǎn)潛力，于2012年提出了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展戰(zhàn)略。希望在全面互聯(lián)的基礎(chǔ)上，通過數(shù)據(jù)流動和分析，提升技術(shù)創(chuàng)新和服務(wù)能力，創(chuàng)造新的增值空間。通用電氣在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)方面的產(chǎn)品和服務(wù)布局主要包括三個方面。一是推出了工業(yè)分析專門平臺Predix及解決方案Predictivity。二是以航空、電力、醫(yī)療等熟悉的領(lǐng)域為切入點，推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的項目落地。三是對自身短板和業(yè)務(wù)拓展需求，收購優(yōu)質(zhì)企業(yè)填補(bǔ)空缺。通用電氣已經(jīng)先后完成了對MTL公司、Pivotal、CHCA、API Healthcare、阿爾斯通等相關(guān)部門的收購、并購或入股，極大地拓展了業(yè)務(wù)覆蓋范圍。目前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念已經(jīng)被廣泛接受，盈利能力逐步顯現(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計，截止到2015年2月，通用電氣已經(jīng)銷售大約43種“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”產(chǎn)品，營業(yè)收入超過10億美元。

　　豐田公司：推進(jìn)“人機(jī)合一，以人為本”的智能化。豐田是“精益生產(chǎn)”管理理念的重要來源，其智能化戰(zhàn)略也體現(xiàn)著濃厚的管理學(xué)特征。豐田一方面繼續(xù)強(qiáng)調(diào)精益化生產(chǎn)，即所謂的“just in time”模式，利用信息化網(wǎng)絡(luò)化手段進(jìn)一步提升系統(tǒng)控制能力，提高各個環(huán)節(jié)的協(xié)同制造能力，逐步實現(xiàn)生產(chǎn)智能化；另一方面強(qiáng)調(diào)人的決定性作用，將人的作用與權(quán)限置于機(jī)器之上，推進(jìn)“帶人字旁的自動化”。為此，豐田建立了一套覆蓋全流程的數(shù)據(jù)采集、存儲、分析系統(tǒng)，在賦予機(jī)器進(jìn)行決策權(quán)限同時，賦予操作工人更高權(quán)限，可以在機(jī)器出現(xiàn)問題時停止生產(chǎn)。這種模式既提高了員工主觀能動性，也符合日本與豐田的實際情況，充分發(fā)揮了豐田既有管理優(yōu)勢和人力資本，有效提高了公司運營效率。

　　多管齊下完善智能制造產(chǎn)業(yè)體系

　　政府引領(lǐng)，為智能制造提供良好政策環(huán)境。我國應(yīng)加強(qiáng)政府引領(lǐng)作用，學(xué)習(xí)美國、德國、日本等國家政府高度參與，同時配套稅收優(yōu)惠、研發(fā)資金、先進(jìn)產(chǎn)業(yè)專項基金、人才培養(yǎng)、創(chuàng)新激勵等方面政策的經(jīng)驗做法，強(qiáng)化骨干企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)、高校的合作，充分調(diào)動智能制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟各類資源積極性，發(fā)揮各類智能制造產(chǎn)業(yè)基金作用。注重智能制造產(chǎn)業(yè)先進(jìn)技術(shù)的前沿布局，特別是滿足未來智能制造模式對大數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的需求。要加快建設(shè)完善信息安全防護(hù)體系和相關(guān)法律體系，保障開放條件下工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)安全和保護(hù)，修訂相關(guān)貿(mào)易保護(hù)規(guī)則。建立智能制造人才培育體系，政府與企業(yè)聯(lián)合對在校大學(xué)生進(jìn)行智能制造專業(yè)化人才培養(yǎng)，同時引進(jìn)全球智能制造業(yè)高層次人才。

　　標(biāo)準(zhǔn)先行，搶占智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展先機(jī)。德國推進(jìn)“工業(yè)4.0”是標(biāo)準(zhǔn)先行，重視標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)業(yè)的貢獻(xiàn)率僅次于資本。我國要注重把握智能制造發(fā)展的特點和規(guī)律，學(xué)習(xí)借鑒德國“工業(yè)4.0”標(biāo)準(zhǔn)化路線圖，加快建設(shè)包括智能制造標(biāo)準(zhǔn)化路線圖、智能工廠及智能產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、智能化數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化“三化”融合管理體系等在內(nèi)的智能制造標(biāo)準(zhǔn)化體系。在一些規(guī)范和協(xié)議尚處于空白的領(lǐng)域，要及早搶占先機(jī)，以標(biāo)準(zhǔn)促發(fā)展。

　　企業(yè)主導(dǎo)，發(fā)揮主觀能動性。美國的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”、德國的“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略中GE、ABB、寶馬、巴斯夫等重點企業(yè)是發(fā)起者、引領(lǐng)者和實踐者，成為智能制造的市場主體。我國推動智能制造過程中不可忽視企業(yè)的主導(dǎo)作用，要突出企業(yè)開展集成創(chuàng)新、制定標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè)化、試點示范的主體地位，大力推進(jìn)以企業(yè)為主導(dǎo)的產(chǎn)學(xué)研合作，組建龍頭骨干企業(yè)為引領(lǐng)的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。讓企業(yè)在不斷實踐中尋求市場，實現(xiàn)提質(zhì)增效的目標(biāo)。

　　推廣應(yīng)用，加強(qiáng)典型企業(yè)的試點示范。加強(qiáng)新產(chǎn)品新技術(shù)推廣應(yīng)用的資金支持，積極鼓勵企業(yè)應(yīng)用智能裝備和數(shù)字化技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)的智能化、管理的數(shù)字化、服務(wù)的信息化。對尚不具備條件的企業(yè)，可以有選擇地對部分廠房和車間進(jìn)行智能化和數(shù)字技術(shù)的配置和應(yīng)用，打造數(shù)字車間、智能工廠的樣本車間，再逐步有序全面推進(jìn)。把握工信部“智能制造試點示范專項”契機(jī)，開展離散型智能制造、流程型智能制造、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、大規(guī)模個性化定制、遠(yuǎn)程運維服務(wù)5種智能制造新模式試點示范，根據(jù)企業(yè)發(fā)展需求，定期組織召開經(jīng)驗交流會、現(xiàn)場會。

　　重視合作，加強(qiáng)企業(yè)間、國際間的交流。依托我國的制造業(yè)基礎(chǔ)優(yōu)勢，充分挖掘我國智能制造的潛在市場，建立企業(yè)間、國際間交流合作的公共服務(wù)平臺和工作機(jī)制，重點建立工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、3D打印等智能制造領(lǐng)域的公共服務(wù)平臺。鼓勵、支持國內(nèi)有條件的企業(yè)在國外建立工業(yè)園區(qū)，與國外智能化程度較高的企業(yè)展開合作，吸收國際先進(jìn)研究技術(shù)經(jīng)驗。建立國家智能制造創(chuàng)新中心，形成集政府、企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)、高校、平臺、聯(lián)盟等各方資源的智能制造產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系。

　　總之，我國應(yīng)廣泛借鑒、多管齊下，建立健全智能制造產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系，為推動落實“中國制造2025”提供堅定支撐。

　　文/張洪國 黎文娟 邵立國

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